SF6斷路器的應用分析

　　早期的GIS因為加工工藝的原因，出現(xiàn)了比較多的漏氣現(xiàn)象，GIS內(nèi)部用于分割氣室和支撐導電桿的盆式絕緣子發(fā)生過一些閃絡故障，現(xiàn)在這些問題已經(jīng)得到了初步的解決。省內(nèi)也有幾臺110kV的GIS投運了，情況還是比較好的。但是也出了一些問題，例如，上安電廠的500kVGIS是法國梅蘭日蘭公司（也叫MG公司）的產(chǎn)品，共有五組斷路器，在投運后一年左右的時候，有一臺斷路器的斷口發(fā)生了閃絡，造成了比較嚴重的后果；還有一次，這臺GIS有一個隔離開關氣室內(nèi)發(fā)出了流水似的聲音，通過探視孔看進去也沒有看到有電暈或放電火花類的亮光，經(jīng)過分析后判斷為某個帶電的導體固定的不夠堅固，或者螺絲松動，后來法國公司來人進行處理時發(fā)現(xiàn)是隔離開關屏蔽罩的固定螺絲松動，屏蔽罩在電動力的作用下震動，發(fā)出的聲響。 來源:http://www.hvsi.cn

　　 GIS的主要元件中，斷路器的結(jié)構與落地罐式斷路器大致相當，多采用壓氣式結(jié)構；CT都是套管式CT，這時GIS的一個好處，即可以減少一個一次元件；PT現(xiàn)在大都采用電磁式PT；現(xiàn)在的避雷器都采用了ZnO避雷器；母線有三項共箱式的，也有單相的。 5．SF6斷路器的操作機構：

　　 SF6斷路器的操作機構和高壓少油斷路器的操作機構的在種類上沒有什么區(qū)別，在早期，SF6斷路器的機構大多采用液壓機構，后來隨著SF6斷路器斷口數(shù)的減少和操作功的減小，彈簧機構越來越多的應用到SF6斷路器上，而在超高壓SF6斷路器上大多采用氣動機構或液壓機構。以后我們在結(jié)合LW8-35來講一講彈簧機構。

　　 6．SF6氣體的管理和試驗：

　　對于SF6氣體我們現(xiàn)在的管理是比較嚴格的，因為它的質(zhì)量直接影響到SF6斷路器的開斷性能和使用壽命。

　　對于新的SF6氣體我們要求作氣體的全分析，氣體的全分析一共包括九項內(nèi)容：

　　 1．空氣含量：我們要檢測SF6氣體中混入的空氣的比例，我們要將新氣進行氣相色譜試驗，國標要求新氣中空氣的含量不能大于0.05%（體積比）；

　　 2．CF4含量：我們要檢測SF6氣體中混入的CF4的含量，這也是通過氣相色譜試驗測定的，國標要求新氣中CF4的含量不能大于0.05%（體積比）； 來源:hvsi.cn

　　 3．SF6氣體的純度：這也是通過氣相色譜試驗測定的，國標要求新氣的純度不得小于99.8%（體積比）；

　　 4．酸度：這個試驗先要用堿液將SF6氣體中的酸性成分吸收出來，再用滴定法測定其中的鹽的含量，從而推算出SF6氣體中含有多少酸性物質(zhì)，國標要求新氣中的酸度不得大于0.3ppm（質(zhì)量比）；

　　 5．可水解氟化物：因為可水解氟化物水解后能夠生成酸性物質(zhì)，所以其測定方法同酸度的測定方法相同，只是所用的堿液不同，國標要求新氣中的可水解氟化物含量不得大于1.0ppm（質(zhì)量比）；

　　 6．礦物油含量：這個試驗先要用CCl4將SF6氣體中的礦物油成分吸收出來，再用2930M-1波長的紅外線進行定波長紅外光譜分析，就能測出其中的礦物油的含量；

　　 7．水分含量：這個試驗比較重要，不僅新氣要做，而且充到SF6斷路器以后還要進行，他的實驗方法主要有三種：

　?。?）電解法：在一個容器中放入兩個用鉑金絲制成的電極，再在容器中加入濃磷酸，先將濃磷酸電解，生成P2O5，它有很強的吸水性，再將SF6通入其中，P2O5就將氣體中的水吸收出來，生成少量磷酸，再測量其中磷酸的含量，就可以得到SF6中的含水量了；

　?。?）阻容法：就是把一張鋁箔的一面氧化，使之生成一層致密的Al2O3膜，再在膜上加一層鋁箔，這就組成了一個電容，當SF6氣體流過其間時，Al2O3膜會吸收氣體中的水分，從而改變自身的介電常數(shù)，使這個電容的電容量發(fā)生微小的變化，通過測量這個變化量，就可以得到SF6中的含水量了；

（3）露點法：就是有一個金屬的表面非常光潔的露鏡，它的背面有一個能夠制冷的裝置，測試時制冷裝置工作，給露鏡降溫，同時SF6氣體流過露鏡的鏡面，當露鏡的溫度下降到一定程度時，SF6氣體中的水分就會在露鏡上開始凝露，這個溫度就叫做露點，SF6氣體中含的水分越多，它的露點就越高，這樣就可以測出SF6氣體的含水量了。

　　國家標準規(guī)定：新的SF6氣體中水分的含量不得大于10ppm（質(zhì)量比）；而對于新安裝的SF6斷路器中的水分含量，則要求不大于150ppm（體積比），對于運行中的SF6斷路器，則要求不大于300ppm（體積比）；對于GIS，還有一個特殊的地方，就在于GIS中的某些氣室是沒有電弧的，如母線、CT、PT、避雷器等氣室，對于沒有電弧的氣室中的SF6氣體的水分含量，國標要求交接時不大于250ppm（體積比），運行時不大于500ppm（體積比），而對于有電弧的氣室，則按照斷路器的標準要求。

　　在這里順便介紹一下SF6氣體含水量的體積比和質(zhì)量比的關系：

　　對于相同體積的氣體來說，它所含有的氣體分子的數(shù)目是相同的，也就是說，氣體的體積比就等于氣體的分子數(shù)之比，而氣體的質(zhì)量又等于氣體分子的數(shù)量乘以它的分子量，因此，我們得到了下面的計算公式： 來源:http://www.hvsi.cn

　　 所以，R(V/V)=8.11R(M/M)

　　 8．毒性試驗：國標要求毒性試驗要用小白鼠來進行，先將SF6氣體和氧氣按照空氣中N2和氧氣的比例混合，比例大約是4比1，也就是說用SF6氣體取代空氣中的N2，將小白鼠放置在裝有SF6氣體和氧氣混合氣的容器中一段時間，再將小白鼠去處，進行解體，檢查其中毒情況，從而確定SF6氣體的毒性。

　　目前我們都不做這項試驗，但是不要誤解不做的意義，這不是說不做這個試驗就是說SF6氣體完全沒有毒，而是要嚴格管理，按照有毒來對待。

　　 9．密度試驗：SF6氣體的密度是6.25K/m3，當然這是在一個大氣壓下，20℃時。

　　 7．SF6斷路器的現(xiàn)場檢查試驗：

　　 SF6斷路器在安裝完成后也要進行一系列的檢查試驗，除了常規(guī)的試驗項目外，對于SF6斷路器還要進行氣體中水分含量的測定和SF6氣體年漏氣率的測定。

　　 1．SF6氣體中水分含量的測定方法同SF6氣體全分析時測定水分含量的方法相同，在這里就不再介紹了。

　　 2．SF6氣體年漏氣率的測定方法主要有兩種，一種是扣罩法，一種是局部包扎法；扣罩法就是將整個的SF6斷路器都罩在其中，罩子中的容積是已知的，測定扣罩24小時后罩子中的SF6氣體的濃度，就可以計算出24小時內(nèi)SF6斷路器泄漏出的SF6氣體的量，將這個量乘以365，再除以SF6斷路器中所充的SF6氣體的重量，就得到了SF6氣體的年漏氣率。

這種測量方法是最準確的，但是它受到了多方面的限制，現(xiàn)在SF6斷路器的體積都比較大，尤其是高壓和超高壓的落地罐式斷路器的體積就更大，這樣要把它完全罩起來，罩子也就要大得多，再者，SF6斷路器的體積測量也是一個難題；而且在現(xiàn)場還有引線布置等許多原因要考慮，所以現(xiàn)在很少用這種方法。

　　局部包扎法就是將SF6斷路器的每一個密封面都用塑料布包扎起來，在24小時后測量每個包扎部位的SF6氣體濃度，再用近似的方法算出SF6氣體的年漏氣率，甚至有些廠子只要求定性測量那些密封面是否漏氣就可以了；這種測量方法是很不準確的，在實際中沒有太大的意義，但是因為方法簡單，容易實現(xiàn)，所以現(xiàn)在基本上都采用這種方法。